二十三种设计模式(二十一)--状态模式

状态模式(State)

状态模式用来解决多模式, 运行态很多伴随对应很多异常处理的场景

通常我们写业务逻辑需要切换的代码时, 会采用枚举 StateXXX的方式来定义当前某个对象所处的状态

比如摄像头初始化, 运行中, 休眠中, 异常等等状态

再比如线程状态, 初始化, 创建失败, 运行中, 等待中等等

采用一个state字段标记状态是第一反应的做法, 但是伴随很多问题, 有些细节没有考虑到对应的状态处理, 有些状态下容易和别的状态搞混, 程序中有大量的类似if(state ==xxx) else if (state== xxx)的代码

阅读起来困难, 多种状态下的复杂情况处理导致逻辑代码堆积如山

状态模式采用的方案是

写一个通用的接口或者抽象类, 在其中封装程序整体运行的所有步骤
子类为各种状态, 继承抽象类或实现对应接口, 处理该状态下各个步骤都应该怎么做
最终封装一个状态管理类, 处理实际业务逻辑, 切换各种状态, 对外提供简明的流程调用接口, 用户无需关心内部状态如何切换

下面以顾客到饭店点餐程序为例, 演示状态模式的具体实现:

java 复制代码

interface State {
    void order(OrderManager orderManager, String dishName);
    void cook(OrderManager orderManager);
    void deliver(OrderManager orderManager);
}

class OrderState implements State {
    @Override
    public void order(OrderManager orderManager, String dishName) {
        System.out.println("[info] 顾客点菜中: " + dishName);
        // 状态切换逻辑封装在内部
        orderManager.setState(new CookState());

    }

    @Override
    public void cook(OrderManager orderManager) {
        System.out.println("[error] 未点完菜, 不做菜");
    }

    @Override
    public void deliver(OrderManager orderManager) {
        System.out.println("[error] 未点完菜, 没有可以传送的菜品");
    }
}

class CookState implements State {
    @Override
    public void order(OrderManager orderManager, String dishName) {
        System.out.println("[warning] 厨师新来的, 拒绝加菜");
    }

    @Override
    public void cook(OrderManager orderManager) {
        System.out.println("[info] 做菜中 ");
        orderManager.setState(new DeliverState());
    }

    @Override
    public void deliver(OrderManager orderManager) {
        System.out.println("[error] 菜品未准备完成");
    }
}

class DeliverState implements State {
    @Override
    public void order(OrderManager orderManager, String dishName) {
        System.out.println("[warning] 传菜中, 吃完再加");
    }

    @Override
    public void cook(OrderManager orderManager) {
        System.out.println("[error] 菜已经做完, 没有加菜, 厨师已休息");
    }

    @Override
    public void deliver(OrderManager orderManager) {
        System.out.println("[info] 传菜中");
        orderManager.setState(new OrderState());
    }
}


class OrderManager {
    State state;

    OrderManager() {
        this.state = new OrderState();
    }

    // 提供给状态类内部调用的方法，用于切换状态
    void setState(State state) {
        this.state = state;
    }

    void customOrder(String dishName) {
        state.order(this, dishName);
    }

    void doCook() {
        state.cook(this);
    }

    void doDeliver() {
        state.deliver(this);
    }
}

调用

java 复制代码

public class StatePattern {
    public static void main(String[] args) {
    	// 调用端不知道manager内部处于什么状态, 只负责业务逻辑即可
        OrderManager manager = new OrderManager();
        System.out.println("=========== 点菜 ===========");
        manager.customOrder("鱼香肉丝");
        manager.doCook();
        manager.doDeliver();

    }
}

运行结果

复制代码

[info] 顾客点菜中: 鱼香肉丝
[info] 做菜中 
[info] 传菜中

以上实现有两个注意点, 格外注意

外部调用端不知道当前应用处于什么状态, 它只负责业务逻辑
状态实现类内部持有上下文对象, 即orderManager, 这样可以实现状态内部切换逻辑

这段代码不太好的地方是每次状态切换都new了新的状态, 实际运行时, 可以将状态封装为单例模式, 防止反复new出新的对象